Balluff と TI：スマート ファクトリー オートメーション向け通信
ケース スタディの概要
メーカー各社が工場の現場にある機器の監視と制御を行う際に、センシングとオートメーションが不可欠です。Balluff はこのニーズを認識し、リモート I/O を設計するために TI と協力しました。これらの I/O モジュールは、IO-Link へのゲートウェイとして機能します。この技術は、センサとアクチュエータを制御システムに接続し、産業用ネットワーク全体で信号の変換と通信の管理を実施するほか、スマートファクトリでの導入を迅速化し、リアルタイム応答を実現します。Balluff のエンジニアは TI の処理および通信技術を活用してモジュールを設計しました。これらのモジュールはさまざまな工場システムに対応し、多様な産業用ネットワーク環境との互換性もあるため、現場でのセットアップや交換時の導入作業が容易になります。
Balluff の製品管理ネットワーク責任者である Marius Matz 氏は次のように語っています。「TI のテクノロジーを採用することで、データ転送の高速化、システムレイテンシの短縮、システムの信頼性向上を実現できました。」「これはスマート製造の将来にとって不可欠であり、運用効率の向上、稼働時間の改善、リアルタイムデータに基づくより的確な意思決定を可能にするものです。」
課題
Balluff は、ハードウェアの複雑さを増すことなく、変化を続けるネットワーク環境で複数の産業用プロトコルをサポートする入出力 (I/O) モジュールの設計を必要としていました。
ソリューション
結果
Balluff の設計上の革新は、産業用ネットワークを簡素化し、シームレスな通信、導入の迅速化、メンテナンスの容易化、およびスマートファクトリ全体にわたる幅広いプロトコルへの対応を可能にします。
Balluff は、TI のテクノロジーを活用し、複数の産業用プロトコルに対応しています
スマートファクトリは、手動設定なしで、さまざまな種類の産業用ネットワーク間で高速かつ信頼性の高いネットワーク通信を必要とします。産業自動化メーカーがこれを実現する方法の一つは、プロトコルサポートを事前に有効化し、お客様が多様な工場システムで I/O モジュールを容易に導入できるようにすることです。しかし、それにより、センサやアクチュエータをシングル チップ上のプログラマブル ロジック コントローラに接続するという大きな通信課題が生じます。
Balluff は知能化自動化ソリューションの提供企業であり、IO-Link 対応産業用ゲートウェイを開発するとともに、柔軟な産業用 I/O モジュールを設計して、オートメーションの高度化と拡張性向上を実現しています。Balluff は、TI のプロセッサと PHY トランシーバを統合し、複雑化させることなく 1 つのプラットフォームで複数のプロトコルをサポートするという課題を解決しました。
TI のファクトリ オートメーション、モータード ライブ、ロボット部門のジェネラル マネージャーである Giovanni Campanella 氏は、「産業用オートメーションは、メーカー各社の業務効率の改善、機器稼働時間の延長、そしてリアルタイムデータを活用したより適切な意思決定の実現に役立ちます」と述べています。「これらの利点を実現するには、エッジ プロセッシングと産業用通信に対応した機能を組み込み、導入 拡張 保守が容易なモジュール化されたシステムが必要です。」
Balluff は、TI の 100Mbps 標準 Ethernet PHY トランシーバである DP83826 を採用したリモート I/O モジュールを設計し、最小限の遅延でリアルタイム プロトコルをサポートできるようにしました。DP83826 により、Ethernet/Internet Protocol、Profinet、EtherCAT などの主要なフィールドバスプロトコルをあらかじめインストールすることが可能となり、顧客は追加のセットアップなしですぐに利用できます。
製品のプロトコル対応の柔軟性を補完するため、Balluff のエンジニアは、モジュールの処理プラットフォームとして TI の AM2434 マイコンを選択し、高速で信頼性の高いデータ交換と幅広い産業用プロトコルのサポートを可能にしました。この基盤により、通信サイクルの高速化、レイテンシの短縮、プロトコルの容易な切り替えが実現し、いずれも動的なマルチプロトコルファクトリ環境で生産性を維持するうえで不可欠です。さらに、AM2434 マイコンと DP83826 PHY トランシーバの両方を採用することで、部品間の通信設定にかかる時間を削減し、システム統合を改善するというメリットも生まれ、お客様の生産性と競争力の向上を直接支援します。
Balluff のリモート I/O は、初回起動時に利用可能なネットワーク環境を自動的に検出し、それに応じて自動設定を行います。Balluff のお客様にとって、これらのプラグアンドプレイ モジュールは、導入作業や交換を迅速化します。故障したモジュールを交換するライン技術者は、プロトコル別の予備部品を持ち運んだり、専門技術者を呼んだりする必要がなくなりました。交換ユニットを差し込むだけで済みます。
手動でプロトコルを選択する必要がないため、お客様は新しいマシンを短時間で生産ラインに導入できます。メンテナンス作業者は、構成メニューを操作したり、プロトコルの互換性を確認したりすることなく、ユニットを交換できます。この柔軟性により、Balluff 社の顧客は産業用オートメーションの利点を享受できる、よりスマートで接続性の高い工場への移行を進められます。
Balluff にとって、TI 技術を活用した設計は拡張可能なソフトウェア アーキテクチャを確立し、製品性能のスケーリングや製品ラインナップの柔軟性向上を可能にします。Balluff には管理すべきモジュール バージョンが少なく、開発コストや在庫として保持すべきモジュール数を削減できます。Balluff のエンジニアは、個別のコードベースを更新したり、ハードウェアの組み合わせを検証したりする必要がなくなり、新機能の開発や既存機能の強化に注力できる時間を確保できるようになりました。また、Balluff のサポート チームとフィールド エンジニアリング チームは、異なる構成や不具合対応手順を管理する必要がなくなり、顧客対応時には単一の一貫したプラットフォームに集中できます。
この合理化されたアプローチにより、Balluff は先進技術をより迅速かつ確実に市場に投入することが可能です。
「TI の幅広いテクノロジー ポートフォリオと、産業用ネットワークに関する Balluff の深い専門知識により、私たちは産業用オートメーションの将来を共に築いています」と、Matz は語りました。「私たちは引き続き協力し、運用技術と情報技術のさらなる統合を進めることで、予知保全の実現、分散型製造の支援、そしてリアルタイム適応型生産システムの促進を目指しています。」
Balluff について
Balluff 社は、1921 年にドイツのノイハウゼン アウフ デン フィルデルンで設立され、世界中に 3,600 人の従業員を擁しています。産業用オートメーション分野において、革新的な技術、品質、豊富な経験を象徴する企業です。第 4 世代にわたる家族経営の企業である Balluff は、センサ オートメーション分野のリーディング カンパニーとして、高品質なセンサ、識別技術、ネットワークおよびソフトウェア ソリューションの包括的なポートフォリオを提供しています。
2024 年には、Balluff グループの売上高は約 5 億 1,000 万ユーロに達しました。Balluffは、本社に加え、世界各地に販売拠点、生産拠点、開発拠点を構え、61 か国で 38 社の子会社および多数の代理店を通じてグローバルに事業を展開しています。
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産業用通信プロトコルについて詳しくはこちら
このBoosterPack™は、Sitara™ AM243x MCU搭載のLP-AM243 TI LaunchPad™キットと連動するように設計されています。このデザインを組み合わせると、高速かつディタミニスティック (確定的) なタイミングや、独立したサイクルとビット レートを構成できる、8 ポートの IO-Link マスタを実装できます。このデザインを使用して、OPC UA、Profinet、EtherCAT、Ethernet IP への接続用リモート IO ゲートウェイを構築できます。
AM2434 は、EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINET などのさまざまな産業用イーサネット プロトコルをサポートしています。この LaunchPad™ は、より小型のフォームファクターである AM243 ALX パッケージを搭載しているため、TMDS243EVM よりも周辺機器が少なくなっています。
産業用通信を採用すると、コネクテッド (ネットワーク接続型) 環境を実現できます。この環境で、集中型インテリジェンスとエッジ インテリジェンスの両方を使用すると、効率を改善し、リアルタイムのデータ交換を実現することができます。お客様の設計をシンプルにするために、すぐにご利用になれる、TI の産業用通信ソリューションをご活用ください。これらのソリューションは、ソフトウェア統合型のオンチップ製品、プロトコル準拠のインターフェイス デバイス、認証取得済みのデバイス向けソフトウェア スタックなどを取り揃えています。